Устройство для подавления шума в воздуховоде Советский патент 1992 года по МПК G10K11/00 F16L55/02 

Изобретение относится к машинострое- нию, в частности к устройствам для ослабления шума в системах воздуховодов.

Известно устройство для поглощения шума, содержащее покрытый звукопоглощающим материалом воздуховод, в котором распространяющиеся звуковые волны попадают на упругую вставку, преобразующую волны низших мод в волны мод высших порядков, поглощаемых материалом покрытия v

Недостатком этого устройства является низкая эффективность подавления шума в широком частотном диапазоне.

Известно также устройство для ослабления звукового поля в воздуховоде, содержащее последовательно соединенные

приемник звукового поля, усилитель, блок преобразования сигнала - фазовращатель, и излучатель колебаний, расположенный на образующей трубопровода с возможностью перемещения относительно приемника.

Недостатками данного устройства являются малая степень подавления воздушного шума и только на фиксированной частоте, а также ограниченная возможность устране ния влияния структурного шума на общий шум в воздуховоде.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для подавления шума в воздуховоде, содержащее последовательно соединенные приемник звукового поля, усилитель, блок преобразования сигнала и излучатель звука, при этом излучатель звука

taKxA

выполнен в виде гофрированной вставки - сильфона, имеющий привод, выполненный в виде двух коэксиально расположенных и магнитосвязанных сердечников, имеющих рабочую и подмагничивающие катушки.

Данное устройство эффективно компенсирует звуковое поле в области низких частот, однако его эффективность при расширении рабочего диапазона частот глушения падает вследствие различной эффективности излучения компенсирующего акустического сигнала при изменении частоты и ее уменьшения относительно заданной при фиксированной жесткости излучающего сильфсна, определяемой силовым магнитным взаимодействием катушек подмагничивания обоих электромагнитов.

Цель изобретения - расширение частотного диапазона подавления шума.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для подавления шума в воздуховоде снабжено последовательно соединенными генератором импульсов, схемой И, счетчиком импульсов, буферным регистром, дешифратором, цифроаналоговым преобразователем и усилителем мощности, последовательно соединенными датчиком частоты вращения вала двигателя вентилятора, формирователем сигнала и одновиб- ратором обнуления счетчика, а также одповибратором синхронизации записи, причем выход формирователя сигнала соединен с вторым входом схемы И и входом одновибратора синхронизации записи, выход которого соединен с входом синхронизации буферного регистра, выход одновибратора обнуления соединен с входом обнуления счетчика импульсов, выход усилителя мощности соединен с катушкой подмагничивания первого электромагнита, а выход цифроаналогового преобразователя - с управляющим входом блока преобразования сигнала.

На чертеже показано предлагаемое устройство,

Устройство содержит приемную трубу 1 воздуховода 1, соединенную с напорной камерой вентилятора или с выходным коллектором двигателя М, выходную трубу 2 воздуховода, излучатель звука в виде встав- ки-сильфона 3, обеспечивающей излучение компенсирующего звукового сигнала в воздуховод и соединяющей указанные две трубы воздуховода, первый 4 и второй 5, предварительно намагниченный, сердечники, закрепленные на приемной трубе воздуховода 1 и на посадочном месте на поверхности сильфона 3, подмагничиваю- щую 6 и рабочую 7 катушки, установленные

на сердечнике 4, последовательно соединенные приемник 8 звука, усилитель 9 и блок 10 преобразования фазы сигнала, выход которого подсоединен к рабочей катушке 7, а также последовательно соединенные генератор 17 импульсов, схему И 13, счетчик 14 импульсов, буферный регистр 15, дешифратор 16, цифроаналоговый преобразователь 20 и усилитель 21 мощности,

0 последовательно соединенные датчик 11 частоты вращения двигателя, формирователь 12 сигнала и одновибратор 18 обнуления счетчика, а также одновибратор 19 синхронизации записи, выход которого соединен

5 с входом синхронизации буферного регистра 15, выход одновибратора 18 обнуления соединен с входом обнуления счетчика 14, выход усилителя 21 мощности соединен с катушкой 6 подмагничивания первого

0 электромагнита, а выход цифроаналогового преобразователя 20 - с управляющим входом блока 10 преобразования фазы сигнала.

Устройство работает следующим обра5 зом.

Датчик частоты вращения двигателя вентилятора или коленчатого вала двигателя М -датчик 11 частоты вращения - вырабатывает электрический сигнал, частота

0 которого пропорциональна частоте вращения вала двигателя и который, проходя через формирователь 12 сигнала, в качестве которого может быть использован усилитель-ограничитель или триггер Шмитта, по5 ступает на второй вход схемы И 13, входящей в преобразователь частота - код, составленный из элементов 14-19, на первый вход которой подаются опорные импульсы с выхода генератора 17 импульсов,

0 так что происходит заполнение прямоугольных импульсов с выхода формирователя 12, причем положительный перепад этого импульса запускает одновибратор 18 обнуления счетчика, выходной импульс которого,

5 поступая на вход обнуления счетчика 14, устанавливает его в О, являющийся исходным состоянием счетчика. Импульсы с выхода схемы И 13, поступая на счетный вход счетчика 14, заполняют его и сформирован0 ный данным счетчиком код поступает по информационной шине на вход регистра 15, запись в который осуществляется посредством импульса синхронизации, вырабатываемого одновибратором синхронизации

5 записи 19, приводимым в действие отрицательным перепадом импульса с выхода формирователя сигнала 12. Таким образом, информация, содержащаяся в буферном регистре 15 обновляется после каждого окончания импульса с выхода формирователя 12

и значение хранящегося кода обратно пропорционально значению частоты выходного сигнала указанного формирователя. Содержимое буферного регистра 15 дешифруется дешифратором 16, приводящим коммутирующие ключи типового цифроаналогово- го преобразователя 20, выходной аналоговый сигнал которого поступает одновременно на вход усилителя 21 мощности и управляющий вход блока 10 преобразования фазы, выполненного в виде управляемого напряжением фазовращателя. В результате в подмагничивающей катушке 6, подключенной к выходу усилителя 21 мощности, протекает постоянный ток, величина которого определяется частотой вращения вала двигателя и пропорциональной частотой. Величина этого тока определяет величину силового магнитного взаимодействия обоих магнитов и, следовательно, цилиндрическую и изгибную жесткость сильфонного излучателя 3, а также его основную резонансную частоту, которая в предлагаемом устройстве растет с ростом частоты вращения вала двигателя и частоты источников шумообрэзования.

Таким образом, управление цилиндрической жесткостью сильфонного излучателя 3 в зависимости от частоты вращения двигателя и, следовательно, от частоты источника компенсируемого шума позволяет существенно повысить эффективность излучения компенсирующего звукового сигнала рабочей поверхностью сильфона, что обеспечивается в устройстве-прототипе только на фиксированной частоте настройки.

Кроме того, выходное напряжение ЦАП 20, поступая на управляющий вход блока 10 преобразования фазы сигнала, осуществляет подстройку фазового соотношения в

контуре регулирования подавления воздушного шума, составленного из элементов 3- 10, в зависимости от частоты источника звука, что дополнительно повышает эффективность подавления воздушного шума при

изменении частоты источников шумообра- зования.

Формула изобретения Устройство для подавления шума в воздуховоде по авт.св. № 1345002, отличающ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введены последовательно соединенные генератор импульсов схемы И, счетчик импульсов, буферный регистр, дешифратор, цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности, последовательно соединенные датчик частоты вращения вала двигателя, формирователь сигнала и одновибратор обнуления счетчика, а также одновибратор

синхронизации записи, причем выход формирователя сигнала соединен с вторым входом схемы И и входом одновибратора синхронизации записи, выход которого соединен с входом синхронизации буферного

регистра, выход одновибратора обнуления счетчика соединен с входом обнуления счетчика импульсов, выход усилителя мощности соединен с первой катушкой постоянного подмагничивания, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с управляющим входом блока преобразования сигнала.

с

Изобретение м.б. использовано для ослабление шума в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания. Приемник звукового сигнала, размещенный в воздуховоде, соединен через усилитель и преобразователь фазы сигнала с электромагнитным приводом сильфонного излучателя, составленным из двух магнитосвязанных сердечников Последовательно соединенные датчик частоты вращения двигателя, формирователь сигнала, преобразователь частоты в цифровой код, цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности, подключенный к обмотке подмагничивания указанного электромагнитного привода, определяют постоянное силовое взаимодействие сердечников электромагнитного привода и, таким образом, цилиндрическую жесткость сильфонного излучателя и, следовательно, его изгибную жесткость и основную резонансную частоту, изменяя ее в зависимости от частоты вращения вала двигателя. В результате повышается эффективность излучения акустического сигнала поверхностью сильфонного излучателя в воздуховод выхлопной системы. 1 ил. in